ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

---------------------

---------------------

NGUYỄN THÙY DƯƠNG

NGUYỄN THÙY DƯƠNG

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ MỘT SỐ ION

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ MỘT SỐ ION

KIM LOẠI NẶNG TRÊN VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO

KIM LOẠI NẶNG TRÊN VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO

TỪ VỎ LẠC VÀ THĂM DÒ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG

TỪ VỎ LẠC VÀ THĂM DÒ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG
Chuyên ngành: Hóa phân tích

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC



Chương 2: THỰC NGHIỆM ................................................................. 20

Chương 1: TỔNG QUAN ...................................................................... 3

2.1. Thiết bị và hóa chất........................................................... 20

1.1 Giới thiệu về phương pháp hấp phụ .................................. 3

2.1.1. Thiết bị ....................................................................... 20

1.1.1. Các khái niệm ............................................................. 3

2.1.2. Hóa chất ..................................................................... 20

1.1.2. Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ ................... 5

2.2. Chế tạo VLHP từ nguyên liệu vỏ lạc ................................. 21

1.1.2.1. Mô hình động học hấp phụ ................................ 5

2.2.1. Quy trình chế tạo VLHP từ nguyên liệu vỏ lạc.............. 21

1.1.2.2. Các mô hình hấp phụ đẳng nhiệt ........................ 6

2.2.2. Kết quả khảo sát một số đặc điểm bề mặt của VLHP .... 21

1.2. Giới thiệu về VLHP vỏ lạc ................................................ 9

2.3. Khảo sát khả năng hấp phụ các ion kim loại trên VLHP . 23

1.4.3.1. Tính chất độc hại của cadimi ............................. 15
1.4.3.2. Tính chất độc hại của crom................................ 16

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

Bảng 1.1: Diễn biến sản xuất lạc ở Việt Nam ........................................... ..10
Bảng 1.2: Thành phần vỏ lạc ................................................................... ..10
Bảng 1.3: Giá trị giới hạn nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải công
nghiệp .................................................................................................... ..19
Bảng 2.1: Điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử có ngọn lửa của một số kim
loại......................................................................................................... ..23
Bảng 2.2: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Cd(II) ................. ..24
Bảng 2.3: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Cr(VI) ................. ..24
Bảng 2.4: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Cu(II) .................. ..25
Bảng 2.5: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Mn(II) ................. ..25
Bảng 2.6: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Ni(II) .................. ..25
Bảng 2.7: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Pb(II) .................. ..26
Bảng 2.8: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Cd(II) ................................ ..27
Bảng 2.9: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Cr(VI) ............................... ..27

Hình 2.9: Đường chuẩn xác định nồng độ Ni(II) ...................................... ..25
Hình 2.10: Đường chuẩn xác định nồng độ Pb(II) .................................... ..26
Hình 2.11: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Cd(II) ............................... ..27
Hình 2.12: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Cr(VI) .............................. ..27
Hình 2.13: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Cu(II) ............................... ..28
Hình 2.14: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Mn(II) .............................. ..29
Hình 2.15: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Ni(II) ............................... ..29
Hình 2.16: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Pb(II) ............................... ..30
Hình 2.17: Ảnh hưởng của thời gian đến sự hấp phụ Cd(II), Cr(VI), Cu(II),
Mn(II), Ni(II) và Pb(II) của VLHP .......................................................... ..32
Hình 2.18: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của VLHP đối
với Cd(II)... ............................................................................................ ..35
Hình 2.19: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính của VLHP
đối với Cd(II) ......................................................................................... ..35
Hình 2.20: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của VLHP đối
với Cr(VI) .............................................................................................. ..36




1

Mở đầu

Hình 2.21: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính của VLHP
đối với Cr(VI)......................................................................................... ..36
Hình 2.22: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của VLHP đối

Hiện nay, thế giới đang rung hồi chuông báo động về thực trạng ô nhiễm
môi trường toàn cầu.

rất khả thi [12]. Một trong những vật liệu sử dụng để hấp phụ kim loại đang
được nhiều người quan tâm là các phụ phẩm nông nghiệp, như: vỏ trấu, bã
mía, lõi ngô,….[15] [17] [19]. Hướng nghiên cứu này có nhiều ưu điểm là sử
dụng nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm, không làm nguồn nước bị ô nhiễm thêm.
Mặt khác
việc chế tạo vật liệu hấp phụ (VLHP) nhằm
n

.
Do đó, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số ion

kim loại nặng trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc và thăm dò xử lý môi
trường”.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




2

3

Mục tiêu

Chương 1: TỔNG QUAN

- Xử lý nguồn nước thải của khu công nghiệp, khu chế xuất.

.

Phương pháp nghiên cứu
- Kết hợp kỹ thuật phòng thí nghiệm và các phương pháp hoá lý để chế

.

tạo và khảo sát đặc điểm bề mặt vỏ lạc trước và sau khi hoạt hoá.
- Định lượng các ion kim loại bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử.

,l

.

,l

.

ên [6] [11].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




(Co Ccb ).V
m

:c

q: d

(mg/g).

V: t

(l).
(g).

Co: n

(mg/l).

Ccb: n

(mg/l)

Hiệu suất hấp phụ

.

Hiệu suất hấp phụ là tỷ số giữa nồng độ dung dịch bị hấp phụ và nồng độ

-P




Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

.
.




6
-

7

thự
.
.
V

thì

[1].

: p
:

v

Langmuir,…[6] [11].


a = K. P

:

(1.5)

:

x: nồng độ chất bị hấp phụ (mg/l)
K: h

t: thời gian (giây)

a: l

:h

P

C o: n

(mol/g)
(mmHg)

(mg/l).
Ccb
k: h
q: dun
qmax: d

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

:
(1.6)




8

9

Hoặc dạng phương trình đường thẳng:
lg q

1.2. Giới thiệu về VLHP vỏ lạc

1
lg Ccb
n

lg k

1.2.1. Năng suất và sản lượng lạc

(1.7)

Lạc là cây công nghiệp ngắn ngày, được phát hiện và gieo trồng từ

:


bón có giá trị tương đương phân chuồng
(1.8)

Cho đến thế kỷ XIX đầu thế kỷ XX, trên thế giới, lạc là cây họ đậu có
diện tích lớn nhất, hiện nay đứng hàng thứ hai trong số các cây lấy dầu thực

:
q: d

vật (về diện tích và sản lượng) với diện tích gieo trồng vào khoảng 20

(mg/g)

qmax: dung lư

triệu ha/năm, sản lượng vào khoảng 25.5

(mg/g)

b:

uir

21

26 triệu tấn.

Ở Việt Nam, lạc được trồng rộng rãi khắp cả nước. Trừ các loại đất



những năm gần nhất từ 2001 đến nay được thể hiện ở bảng 1.1 [16].
(1.9)



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




10

11

Bảng 1.1: Diễn biến sản suất lạc ở Việt Nam
Năm

Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha)

: xenlulozơ, hemixenlu

là gluxit,
.

Sản lượng (tấn)

2001

244 600


260 000

17.42

453 000

2006

246 700

18.70

462 500

2007

254 600

19.80

505 000

.
Xenlulozơ: l

h

-glucozơ [C6H7O2(OH)3]n


Phần trăm (%)

Nước Protein Lipit Gluxit Đạm Lân Kali
10

4.2

2.6

18.5

1.8

0.2

0.5

[17].

- Một nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học khoa công nghệ môi
trường, trường đại học Mersin, Thổ Nhĩ Kỳ cho thấy, vỏ củ lạc, một trong
những phế phẩm lớn nhất, rẻ mạt của ngành công nghiệp thực phẩm, có thể sử
dụng để cải tạo ruộng, lọc các nguồn nước bị nhiễm kim loại độc do các nhà

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



như: Cu(II), Zn(II)

thái cơ bản.
Quá trình đó được gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự

,v

do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử của nguyên tố đó [8][14].
1.3.2. Cường độ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử [8]
108 mg/g) [20].

Trong vùng nồng độ C nhỏ của chất phân tích, mối quan hệ giữa cường

:đ

độ vạch phổ hấp thụ và nồng độ N của nguyên tố đó trong đám hơi cũng tuân
:

theo định luật Lambe Bear:

Cr(III), Ni(II), Cu(II)
I I o .e

[17].

( K . N .L)

(1.10)


I

(1.11)

thái bền vững và nghèo năng lượng nhất của nguyên tử. Khi nguyên tử ở

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




14

15

Trong một phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, giá trị L không đổi nên A
phụ thuộc vào nồng độ C

[1] [4].
A = a . Cb

(1.12)

1.4.2.

loại

Cadi
.

i

i

ược

,

,

cadi

3

[4] [10].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




16
1.4.3.2.


có thể
.

1.4.3.5.
,

i,...[4].

ken
có màu trắng bạc, dễ rèn, dễ dát mỏng, được ứng dụng

rộng rãi trong công nghiệp luyện kim, mạ điện, sản xuất thuỷ tinh, gốm, sứ.

1.4.3.3.

Niken có trong huyết tương người,…

Đồng là kim loại màu đỏ, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, khó nóng chảy, được
, trong thu

phân bố rộng rãi trong tự nhiên và là nguyên tố quan trọng.
.

Hợp kim của đồng dễ chế hoá cơ học và bền với hoá chất. Trong công

a

nghiệp, đồng là kim loại màu quan trọng nhất, được dùng chủ yếu trong công
nghiệp điện, ngành thuộc da, công nghiệp nhuộm, y học,…

công nghiệp
Giá trị giới hạn
STT Nguyên tố
[4].
1.4.3.6

,...
và các hợp chất của chì đều rất độc. Chì

Đơn vị
A

B

C

1

Chì

mg/l

0.1

0.5

1.0

2


2.0

5.0

5

Niken

mg/l

0.2

0.5

2.0

6

Mangan

mg/l

0.5

1.0

5.0

:


TCVN 5945:2005

giá trị qui định trong cột C chỉ được phép thải vào các nơi được qui định

công nghiệp như sau:

(như hồ chứa nước thải được xây riêng, cống dẫn đến nhà máy xử lý nước
thải tập trung,…)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




20

21

Chương 2: THỰC NGHIỆM

2.2. Chế tạo VLHP từ nguyên liệu vỏ lạc
2.2.1. Quy trình chế tạo VLHP từ nguyên liệu vỏ lạc

2.1. Thiết bị

.

,c

thủy tinh, pipet,...

.

2.2.2. Kết quả khảo sát một số đặc điểm bề mặt của VLHP

Nước cất hai lần

Nguyên liệu vỏ lạc ban đầu được xử lý bằng NaOH để loại bỏ các

Natri hiđroxit

NaOH

Axit xitric

C6H8O7.H2O

pigmen màu và các hợp chất hữu cơ dễ hòa tan, tiếp tục được este hóa bằng

Axit nitric

HNO3

axit xitric. Kết quả của quá trình xử lý được thể hiện trên phổ hồng ngoại

Cadimi nitrat


Tất cả hóa chất đều có độ tinh khiết PA và việc chuẩn bị các dung dịch

hơn rõ rệt (hình 2.3 và hình 2.4).

có nồng độ xác định theo [7].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




22

23

Hình 2.3: Ảnh chụp SEM của
nguyên liệu

Hình 2.4: Ảnh chụp SEM của
VLHP

2.3. Khảo sát khả năng hấp phụ các ion Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II),
Ni(II) và Pb(II) trên VLHP
2.3.1. Dựng đường chuẩn xác định nồng độ ion kim loại theo phương pháp
Hình 2.1: Phổ IR của nguyên liệu


(mm)

Tốc độ
dòng khí
(ml/phút)

Khoảng
tuyến
tính
(mg/l)

1

Cd

228.8

0.5

50%Imax

7.0

1.2

0.05

2.5

2


0.05

2.5

4

Mn

279.5

0.2

75%Imax

7.0

1.0

0.05

4.0

5

Ni

232.0

0.1





24

25

Ni(II) và Pb(II) với nồng độ khác nhau từ dung dịch chuẩn nồng độ 1000

Phương trình tuyến tính sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ
Cr(VI) là y = 0.0165x + 0.003

mg/l, thêm vào đó một thể tích xác định dung dịch HNO3 10% để nồng độ

Bảng 2.4: Sự phụ thuộc của

HNO3 là 1%. Pha dung dịch HNO3 1% làm mẫu trắng. Tiến hành đo mật độ

mật độ quang vào nồng độ Cu(II)

0.05

quang (A) của từng dung dịch. Dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của mật độ

Tên mẫu

C (mg/l)

A


STD 4

2.50

0.0540

2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7 và các hình 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10.
Bảng 2.2: Sự phụ thuộc của

y = 0.0921x + 0.0024
R2 = 0.9996

0.25

Tên mẫu

C (mg/l)

A

Mẫu trắng

0.00

0.0030

STD 1

0.05


Cd(II) là y = 0.0921x + 0.0024
Hình 2.3: Sự phụ thuộc của

y = 0.0165x + 0.003
R2 = 0.9995

Mẫu trắng

0.00

0.0010

STD 1

0.50

0.0120

STD 2

1.00

0.0210

5.00

0.0860

STD 4

0.05

0.0020

STD 2

1.00

0.0770

STD 3

2.00

0.1650

STD 4

4.00

0.3270

0.12
0.10
0.08

0.25
0.20
0.15
0.10

0.02

STD 3

2.00

Nồng độ (mg/l)

0.14

0.00
0.00

1.50

Cu(II) là y = 0.0209x + 0.0018

0.16

Mật độ quang

A

1.00

Nồng độ (mg/l)

mật độ quang vào nồng độ Mn(II)

Phương trình tuyến tính sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ


Nồng độ (mg/l)

STD 3

0.04

0.01

Mật độ quang

Mật độ quang

mật độ quang vào nồng độ Cd(II)

y = 0.0209x + 0.0018
R2 = 0.9997
0.06

Mật độ quang

Pha các dung dịch các ion kim loại nặng Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II),

1.00

2.00

3.00

4.00


Bảng 2.6: Sự phụ thuộc của
0.25

mật độ quang vào nồng độ Ni(II)

trong khoảng 1.00 đến 6.00 bằng dung dịch NaOH loãng và dung dịch HNO3

y = 0.0288x - 0.0025
R2 = 0.9997

loãng (các hóa chất này được sử dụng để điều chỉnh pH của dung dịch trong

0.20

0.15

các thí nghiệm tiếp theo). Xác định nồng độ ion kim loại Co của các dung dịch

0.10

bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử. Cho vào mỗi bình 1g VLHP. Khuấy

C (mg/l)

A

Mẫu trắng

0.00


7.00

8.00

Nồng độ (mg/l)

STD 3

5.00

0.144

STD 4

7.00

0.198

50 phút, các dung dịch Cu(II) là 30 phút, các dung dịch Mn(II) là 80 phút, các

nồng độ Ni(II)

dung dịch Ni(II) là 70 phút và các dung dịch Pb(II) là 50 phút. Lọc bỏ bã rắn,

Bảng 2.7: Sự phụ thuộc của

0.00

-0.0020

Mật độ quang

Mẫu trắng

y = 0.0147x - 0.0016
R2 = 1

0.16

mật độ quang vào nồng độ Pb(II)
A

xác định nồng độ còn lại của ion kim loại trong các dung dịch sau hấp phụ
bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử. Kết quả thể hiện qua các bảng 2.8, 2.9,

Ni(II) là y = 0.0288x + 0.0025

C (mg/l)

gian khuấy đối với các dung dịch Cd(II) là 30 phút, các dung dịch Cr(VI) là

Hình 2.9: Đường chuẩn xác định

Phương trình tuyến tính sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ

Tên mẫu

được duy trì để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo), ở nhiệt độ phòng . Thời

0.12

2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của VLHP đối

Ccb

q

(mg/l) (mg/l) (mg/g)

6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00

Hình 2.10: Đường chuẩn xác định

Co

1.00

99.84

95.85

0.20

2.00

103.82 47.82

2.80

3.00



5.00

6.00

7.00

pH

4.00

100.00 29.70

3.52

5.00

99.30

27.21

3.60

Hình 2.11: Ảnh hưởng của pH đến sự

6.00

99.22

29.49


Bảng 2.11: Ảnh hưởng của pH đến

3.50

sự hấp phụ Mn(II)
Các thông số hấp phụ

2.50

pH

2.00

0.50
2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

pH

Hình 2.12: Ảnh hưởng của pH đến

34.61

3.32

4.00

100.98

17.76

4.16

q

(mg/l)

(mg/l)

(mg/g)

1.00

98.32

98.15

0.01

2.00


6.00

98.67

56.45

2.11

3.00
2.50

1.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

pH

pH

Co


Nhận xét:

4.00

102.89

60.10

2.14

Trong khoảng pH khảo sát (1.00 ÷ 6.00), khoảng pH để sự hấp phụ của

5.00

102.89

60.00

2.14

6.00

102.89

59.89

2.15

VLHP đối với Cr(VI) tốt nhất là 1.00 ÷ 2.00.


1.00

sự hấp phụ Ni(II)

1.50

2.00

17.80

0.00
0.00

Bảng 2.12: Ảnh hưởng của pH đến

2.00

1.00

101.00

0.50

VLHP đối với Mn(II) tốt nhất là 5.00 ÷ 6.00.

Hình 2.13: Ảnh hưởng của pH đến

5.00


0.00

4.00

Co

Co

1.00

đến sự hấp phụ Cu(II)
Các thông số hấp phụ

2.50

q (mg/g)

3.00

1.50

Bảng 2.10: Ảnh hưởng của pH

pH

VLHP đối với Cu(II) tốt nhất là 4.00 ÷ 5.00.

4.50

q (mg/g)

85.43
0.74
8.00
98.30
88.30
0.50
9.00 101.40
92.67
0.44
10.00 97.30
89.70
0.38

1.50
1.00
0.50
0.00
0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00


đến sự hấp phụ Pb(II)

Ccb

q

q (mg/g)

Co

Trong dung dịch đicromat luôn tồn tại cân bằng:

5.00

Các thông số hấp phụ
pH

có thể giải thích giống sự trao đổi phản ứng H+ - M2+ (M: kim loại) [21].

2CrO42- + 2H+ ⇌ Cr2O72- + H2O

4.00
3.00

(mg/l)

(mg/l) (mg/g)

1.00

100.00

1.32

4.89

5.00

99.03

1.36

4.88

6.00

98.75

1.32

4.87

Trong môi trường axit, cân bằng trên chuyển dịch sang phải, làm tăng

2.00

nồng độ Cr2O72-, khi đó sự hấp phụ Cr(VI) chủ yếu là sự hấp phụ Cr2O72-. Xét
về khối lượng Cr(VI) bị hấp phụ thì một anion Cr2O72- tương đương với hai
1.00


Lấy các bình nón dung tích 100ml chứa 50ml dung dịch các ion kim loại
Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Ni(II) và Pb(II) riêng biệt, với nồng độ ban đầu

Nhận xét chung:

của các ion Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Ni(II) và Pb(II) tương ứng bằng

- Môi trường pH càng cao dung lượng hấp phụ của VLHP đối với các

103.60 mg/l, 107.47 mg/l, 103.52 mg/l, 183.71 mg/l, 343.86 mg/l và 98.75

cation kim loại càng tăng, và dung lượng hấp phụ giảm khi pH giảm. Điều đó
được giải thích: trong môi trường axit mạnh, các phần tử của cả chất hấp phụ
và chất bị hấp phụ được tích điện dương và bởi vậy lực tương tác là lực đẩy
tĩnh điện. Hơn nữa, nồng độ ion H+ hiện tại cao nên trong hỗn hợp phản ứng
cạnh tranh với cation kim loại trong sự hấp phụ, kết quả là làm giảm sự hấp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



mg/l. Điều chỉnh pH của các dung dịch chứa mỗi ion kim loại đến giá trị nằm
trong khoảng pH tốt nhất cho sự hấp phụ đã khảo sát ở (2.3.2). Cụ thể: các
dung dịch Cd(II) có pH bằng 5.00, các dung dịch Cr(VI) có pH bằng 1.00, các
dung dịch Cu(II) có pH bằng 4.50, các dung dịch Mn(II) có pH bằng 5.00, các
dung dịch Ni(II) có pH bằng 5.00, các dung dịch Pb(II) có pH bằng 4.50. Cho
1g VLHP vào mỗi dung dịch trên. Khuấy mỗi dung dịch bằng máy khuấy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


300.00
Cd(II)

250.00

Cr(VI)

200.00

Cu(II)
Mn(II)

150.00

Ni(II)

100.00

Pb(II)

50.00
0.00
0.00

20.00

40.00

60.00


103.52 21.08

10

103.6

36.98

107.47

48.23

103.52 19.93

20

103.6

34.03

107.47

29.30

103.52 18.02

40

103.6


103.52 17.79

80

-

-

107.47

24.48

-

-

120

-

-

-

-

-

-


183.71 161.34 343.86

250.32

95.75

2.32

10

183.71 143.00 343.86

229.70

95.75

1.90

20

183.71 141.34 343.86

230.16

95.75

1.72

40


1.54

70 phút, Mn(II) là 70 phút đến 120 phút, Ni(II) là 60 phút đến 80 phút và

80

183.71 133.89 343.86

208.01

95.75

1.54

Pb(II) là 40 phút đến 80 phút. Chứng tỏ trong các khoảng thời gian trên sự

120

183.71 133.78

-

-

-

Nhận xét:
Qua các số liệu thực nghiệm cho thấy, thời gian khuấy (thời gian tiếp xúc
của VLHP với ion kim loại) càng lâu, nồng độ ion kim loại còn lại trong dung
dịch càng giảm và đến một khoảng thời gian khuấy nhất định đối với từng ion

Cho vào mỗi bình 1g VLHP. Khảo sát quá trình hấp phụ trong khoảng thời

Nồng độ (mg/l)

Thời gian
khuấy

Cd(II)

Cr(VI)

Cu(II)

Mn(II)

(phút)

Co

Ccb

Co

Ccb

Co

Ccb

dịch Cu(II) có pH bằng 4.50, các dung dịch Mn(II) có pH bằng 5.00, các


21.08

183.71 161.34 343.86 250.32 95.75

2.32

10

103.6

36.98

107.47

48.23

103.52

19.93

183.71 143.00 343.86 229.70 95.75

1.90

20

103.6

34.03


60

103.6

34.08

107.47

24.49

103.52

17.76

183.71 135.30 343.86 207.76 95.75

1.48

70

-

-

107.47

24.52

103.52


-

-

-

-

-

183.71 133.78

-

thụ nguyên tử. Tính dung lượng hấp phụ của VLHP đối với từng ion kim

-

-

-

Cr(VI) là 50 phút, các dung dịch Cu(II) là 30 phút, các dung dịch Mn(II) là
80 phút, các dung dịch Ni(II) là 70 phút và các dung dịch Pb(II) là 50 phút.
Xác định nồng độ C o của ion kim loại trong các dung dịch ban đầu và nồng

loại theo công thức (1.1).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


Co

Ccb

q

Ccb/q

C cb /q (g/l)

Co

Cr(VI)

q (mg/g)

6.00

Cd(II)

5.00
4.00
3.00
2.00

(mg/l) (mg/l) (mg/g) (g/l)

(mg/l) (mg/l) (mg/g)

(g/l)

25.42

7.00

0.92

7.60

68.98

14.06

2.75

5.12

50.13

12.13

1.90

6.39

87.42

23.14

3.21


6.40

41.04

280.03 170.00

5.50

30.90 601.31 466.91

6.72

69.48

413.63 287.64

6.30

45.66 800.23 660.23

7.00

94.32

100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00

y = 0.1342x + 6.0593
100.00
R2 = 0.9987
90.00

Cu(II)

7.00

R2 = 0.9905

y = 0.1524x + 3.3996
R2 = 0.992

50.00

Co

Ccb

Mn(II)
q

Ccb/q

Co

Ccb

q

Ccb/q

(mg/g)


0.00

50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00

Ccb (mg/l)

Hình 2.19: Đường đẳng nhiệt

hấp phụ Langmuir của VLHP

hấp phụ Langmuir

đối với Cd(II)

dạng tuyến tính của VLHP
đối với Cd(II)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

(g/l)

(mg/l) (mg/l)

30.00



5.58

0.22


1.15

1.37

0.84

61.26

32.45

1.44

22.53

54.05

3.40

2.53

1.34

96.85

59.45

1.87

31.79


7.01

21.40

256.91 204.71

2.61

78.43

399.76 248.09

7.58

32.71

333.77 280.00

2.69

104.15

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




37



20.00

10.00

50.00

0.00
0.00

300.00

Ni(II)

25.00

2.00

50.00

100.00 150.00 200.00

Hình 2.22: Đường đẳng nhiệt

Hình 2.23: Đường đẳng nhiệt

hấp phụ Langmuir của VLHP

hấp phụ Langmuir



47.34

0.11

2.36

0.05

34.58

8.92

1.28

6.95

100.51

1.01

4.97

0.20

51.63

15.56

1.80


19.89

616.03

123.09

24.65

4.99

154.02 90.02

3.20

28.13

806.48

244.44

28.10

8.70

216.00 150.00

3.30

45.45 1033.72 391.09


50.00

20.00

0.50

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

Ccb (mg/l)

70.00

R2 = 0.9532

60.00

0.00
0.00


Ccb (mg/l)

Ccb

Pb(II)

C cb/q (g/l)

0.00
-1.000.00

Ni(II) và Pb(II) của VLHP

y = 0.1304x + 1.0478
R2 = 0.9973

40.00

C cb/q (g/l)

q (mg/g)

38
Bảng 2.17: Ảnh hưởng của nồng độ ion kim loại đến sự hấp phụ

2.50
2.00
1.50

40.00


Hình 2.25: Đường đẳng nhiệt

hấp phụ Langmuir của VLHP

hấp phụ nhiệt Langmuir

đối với Mn(II)

dạng tuyến tính của VLHP

Hình 2.26: Đường đẳng nhiệt

Hình 2.27: Đường đẳng nhiệt

đối với Mn(II)

hấp phụ Langmuir của VLHP

hấp phụ Langmuir

đối với Ni(II)

dạng tuyến tính của VLHP

Ccb (mg/l)

50.00

100.00

30.00

17.50

25.00

15.00
C cb /q (g/l)

q (mg/g)

40

20.00
15.00
10.00

12.50

Dựa vào phương trình đường thẳng tổng quát của mô hình đẳng nhiệt

10.00
7.50

hấp phụ Langmuir (1.9) và phương trình thực nghiệm của từng ion kim loại

5.00
5.00
0.00
0.00

Hình 2.29: Đường đẳng nhiệt

hấp phụ Langmuir của VLHP

hấp phụ Langmuir

đối với Pb(II)

dạng tuyến tính của VLHP
đối với Pb(II)

3.44mg/g, 32.36mg/g.
Khả năng hấp phụ của VLHP đối với các ion kim loại giảm theo dãy
Pb(II), Cu(II), Cr(VI), Cd(II), Ni(II), Mn(II).

Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính và các thông số

2.4. Xử lý thử một mẫu nước thải chứa Ni(II) của nhà máy quốc phòng

đường đẳng nhiệt được

bằng phương pháp hấp phụ trên VLHP chế tạo từ vỏ lạc
Mẫu nước thải chứa Ni(II) được lấy tại của xả nước thải ra môi trường

Nhận xét:
Dựa vào các số liệu thực nghiệm cho thấy mô hình đẳng nhiệt hấp phụ
Langmuir mô tả khá tốt sự hấp phụ của VLHP đối với các ion Cd(II), Cr(VI),

của nhà máy mạ điện quân đội đã được xử lý sơ bộ. Nước thải được lấy và
bảo quản theo đúng TCVN 4574 – 88:




41
VLHP. Xác định nồng độ Ccb1 và Ccb2 của Ni(II) trong các dung dịch sau hấp

42

phụ bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử.

KẾT LUẬN

Hiệu suất hấp phụ được tính toán theo công thức (1.2). Kết quả thu được
thể hiện ở bảng 2.18.
Bảng 2.18: Kết quả tách loại Ni(II) khỏi nước thải của nhà máy

Qua quá trình nghiên cứu và kết quả thực nghiệm rút ra các kết luận sau:
1.

quốc phòng

natri hiđroxit
Co (mg/l)

Ccb1 (mg/l)

H1 (%)

Ccb2 (mg/l)


các ion kim loại của VLHP xảy ra tốt nhất là:

đã
theo TCVN 5945- 2005.

Cd(II): pH bằng 4.00

6.00

Cr(VI): pH bằng 1.00

2.00

Cu(II): pH bằng 4.00

5.00

Mn(II): pH bằng 5.00

6.00

Ni(II): pH bằng 4.00

6.00

Pb(II): pH bằng 2.00

6.00

- Trong các khoảng thời gian khảo sát (từ 5 phút đến 120 phút),